【大型设备基础地脚螺栓设计和施工】设备基础地脚螺栓

时间：2019-04-30 03:30:05　来源：雅意学习网本文已影响人

　　【摘要】　设备的地脚螺栓承担着全部的设备重量及其运行间的动载荷和自然界的风、雨、雪等载荷，以及地震等的意外载荷，对设备的寿命和运行安全起到非常重要的作用。　　【关键词】　设备基础；螺栓；设计；施工
　　【Abstract】　equipment foundation bolt bear all the weight of equipment and operation of dynamic load and natural wind, rain, snow and other load and earthquake load, accident, equipment life and operation safety play a very important role
　　【Keyword】　foundation bolt design construction
　　随着我国国民经济的快速发展，各类大型新型工业设备安装和大型钢结构厂房不断增加，各类基础(尤其是设备基础)的地脚螺栓通常采用预埋地脚螺栓或是预留地脚螺栓孔，这类建筑的基础预埋螺栓规格多、数量大且施工精度要求较高，个别螺栓预埋一旦产生了较大的偏差将直接影响各类设备的正常安装和调试。设备的地脚螺栓承担着全部的设备重量及其运行间的动载荷和自然界的风、雨、雪等载荷，以及地震等的意外载荷，对设备的寿命和运行安全起到非常重要的作用。下面结合一些工程实例讲述一下大型设备基础地脚螺栓及预留孔的施工。
　　地脚螺栓设计：
　　地脚螺栓一般采用Q235钢制作，为了便于加工和安装，地脚螺栓应尽量做到标准化，定型化。
　　地脚螺栓分为死螺栓和活螺栓：
　　死螺栓的锚固有下列三种形式：
　　1）一次埋入法：浇灌混凝土时，把螺栓埋入。
　　2）预留孔法：浇灌基础混凝土时，预先留出孔洞，然后再放入螺栓，用无收缩细石混凝土或细石混凝土灌入孔内固定。
　　3）钻孔锚固法：当基础混凝土浇灌完毕，并达到一定强度后，对螺栓直径、安装位置、顶部标高等设备实物进行核对，再按螺栓直径和埋设深度要求钻孔，用环氧砂浆或其他胶结材料注入孔中，并插入直杆螺栓，经一定养护期后再安装设备。
　　死螺栓有以下几种形式：直杆式螺栓弯钩螺栓锚板螺栓
　　活螺栓的构造是螺杆穿过埋设与基础中的套管，下端以T形头、固定板或螺帽固定，在套管上端200mm范围内，填塞浸油麻丝予以覆盖保护。
　　地脚螺栓中心线至基础边缘的距离不小于4d，也不小于100mm，对于活螺栓尚应不小于固定板的宽度，预留孔的孔边至基础边缘的距离应不小于100mm。如不能满足，则需采取加固措施。
　　当设备基础标高要求精确，各基础不允许有差异沉降时，应增加地脚螺栓的螺纹长度（即提高螺栓顶面标高），一般土质地基应加长10～30mm，对于软土地基，除增加螺纹长度外，尚应按地基下沉量提高基础顶面标高，提高值可通过计算或实践经验确定。
　　地脚螺栓施工：
　　施工规范GB50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范规定，设备基础预埋地脚螺栓和预埋地脚螺栓孔及预埋活动地脚螺栓锚板允许偏差如下，本工法借鉴了机械冶金行业在精度控制方面的经验，采取了制作高精度专用夹具对每组设备基础的预埋地脚螺栓进行集群控制。由于本工法的地脚螺栓的施工采用了事先精确预埋到位后，再浇筑混凝土。与后置的化学锚栓相比，大大减少了造价，缩短了工期。本工法具有工艺可靠，施工精度高，易于理解、掌握，便于操作。
　　1、适用范围
　　本工法适用地脚螺栓的设计精度指标范围：
　　“同螺栓组各螺栓间中心位移：≤2mm、同螺栓组各螺栓顶标高偏差：≤2mm、各螺栓外露长度偏差：0—2mm”, 且螺栓规格、数量多的地脚螺栓的预埋施工。
　　2、工艺原理
　　本工法的主要技术是依据设计图纸，按基础类型制作几套高精度专用夹具，高精度专用夹具根据设计图纸要求，采用8#槽钢四边焊成一体，按照各施工图的螺栓孔的不同要求在槽钢上进行成孔。
　　部分设备要求的设备地脚螺栓精度还要高。一般在工程施工中大型设备基础的地脚螺栓施工都作为关键过程进行控制，为了保证施工精度，经济快捷的完成施工，我们需从以下几个方面入手。
　　传统的设备安装方式为，在浇灌地基时预先留出地脚螺栓的位置，待设备吊装到位后，再安装地脚螺栓，进行混凝土的二次灌浆，根据不同的环境温度，养护固化1~2周，待其达到预定强度后，进行设备水平校验、安装、紧固地脚螺栓。二次灌浆固化占用了较长的时间。采用喜利得公司的HAS化学粘着螺栓配合HVU化学粘着药剂管的新工艺，安装迅速、快捷、牢固，无需进行混凝土二次灌浆，有效地缩短了设备安装周期。
　　新型的设备安装工序为：先将设计好的地基打好，无需预留地脚螺栓位置，直接将设备安装到位，根据不同规格的HAS地脚螺栓，选用不同直径的冲击钻头（规格见表1），根据钻孔深度调整好冲击钻深度限位后，直接在地脚螺栓安装位置的地基上钻孔，然后采用配套的清孔刷与高压风清理孔内灰尘，清洁干净后，将HVU化学粘着药剂管放置于孔内，将HAS螺栓通过专用夹头夹持于手电钻钻夹头上，对着HVU化学粘着药剂管旋入至预定深度。根据环境温度，固化20min~5h（见表2），即可进行设备水平调校。
　　地脚螺栓偏差的处理方法：
　　地脚螺栓埋设的好坏，直接影响设备安装的质量。有些设备对标高、位置的准确性要求很严，特别是自动化程度高的联动设备，要求更严。因此，在地脚螺栓埋设之后和设备安装之前，必须对其进行检查和矫正。当发生偏差时，应根据设备的实际情况进行处理，采用不同的处理方法，一般常见的处理方法有如下几种方法：
　　（一）地脚螺栓中心偏差的处理
　　地脚螺栓直径在30mm以下，中心线偏移30mm以内时，可先用氧乙炔将螺栓烤红，再用大锤将螺栓敲弯（或用千斤顶顶弯），矫正后要用钢板焊牢加固，防止拧紧螺栓时复原。
　　如果螺栓间距不对，则可将用氧乙炔火焰烤红之后用大锤敲弯，在中间焊上钢板加固，在以后的灌浆时把它灌死。
　　对于大螺栓（直径在30mm以上）发生较大偏移时，应先将螺栓切断，用一块钢板焊在螺栓中间，如螺栓强度不够，可在螺栓两侧焊上两块加固钢板，其长度不得小于螺栓直径3～4倍。
　　（二）地脚螺栓标高偏差的处理
　　1．螺栓过高时，须将高出部分割去再套螺纹。在套螺纹时，要防止油类物质滴到混凝土基础上腐蚀和影响基础的质量。
　　2．螺栓偏低且偏差数值不大时（在15mm以内），可用氧乙炔把螺栓烤红，然后把它拉长。拉长的方法是用两叠垫板作支座，再在其上边架一块中间有孔的钢板套在地脚螺栓上，上面用螺母拧紧，借助拧紧螺母的力量而将螺栓烤红处拉长。螺栓直径拉细处必须加焊2～3块钢板加固。如设备已放在基础上搬动不便，在机座凸缘强度足够的情况下，就可以直接在底座上拧紧螺母，把螺栓拉长。当拧到适当长度后，必须将螺母松开，以免螺栓冷却后拉力过大，甚至压裂底座凸缘。
　　如螺栓过低（低于其要求高度15mm），不能用加热法拉长时，可在螺栓周边挖一深坑，在距坑底约100mm处将螺栓切断，另焊一新制作的螺栓，标高要符合要求，然后再用圆钢加固。加固圆钢长度一般是螺栓直径的4～5倍。
　　（三）地脚螺栓在基础内松动的处理
　　在近拧紧地脚螺栓时，可能将螺栓拔活，此时应先螺栓调整至原位置，并将螺栓周围的基础铲出足够的位置，然后在螺栓上焊纵横两个U形钢筋，最后用水将坑内清洗干净并灌浆，待混凝土凝固到设计强度后再拧紧螺母。
　　（四）活地脚螺栓偏差的处理
　　活地脚螺栓偏差的处理方法，大致与死地脚螺栓的方法相同，只是可以将地脚螺栓拔出来处理。如螺栓过长，可在机床上切去一段再套螺纹；如螺栓过短，可用热锻法伸长；如位置不符，用弯曲法矫正。
　　（作者单位：辽宁特殊钢集团规划设计有限公司）

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